射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.     

刀尖安装误差对非回转对称曲面加工精度影响的研究

对精密数控车铣复合机床采用慢刀伺服原理,利用柱坐标系(X、Z、C三轴联动)可进行非回转对称光学曲面的加工。为保证光学曲面加工精度,研究刀具Y向安装误差对非回转对称曲面形状精度的影响,推导误差公式。为实现刀尖的Y向调节,采用斜楔调整原理,设计并制作线性可调刀架,并用一种新的调试系统与方法保证刀尖安装的高度。结果表明:线性可调刀架结构简单、功能可靠、调整精度高,加工的曲面能满足精度要求。     

消除陶瓷加工表面微裂纹的新方法

通过超声振动车削和普通车削、磨削陶瓷材料的试验研究及切削机理的探讨,探索出用超声振动车削能有效地消除陶瓷加工表面微裂纹,是陶瓷材料精密加工的一种新切削法。     

精密设备系统主动隔振的基础理论与技术

本文分析了精密设备隔振平台的激励环境,从理论分析角度将被动隔振和主动隔振的隔振传递率进行了对比,得出在超低频阶段主动隔振传递率远远低于被动隔振中的隔振传递率的结论.从应用技术角度阐述了精密隔振中广泛应用的超磁致伸缩驱动器的性能,并通过实验测得了其静态位移输出特性.此外,介绍了主动隔振系统常用的控制方法,给出了模糊PID方法的振动控制效果.     

伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的数值计算

介绍了利用国产超磁致伸缩材料( GMM)的电一机械转换器(GMA)工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强度沿轴线的变化规律。实测了GMA不同输入电流时的磁感应强度,与有限元计算结果对比分析可以看出,两者虽有差异但基本相同,还论证了数学模型的正确性。研究结果对GMA磁场分布规律的预测及结构优化设计提供了理论依据。     

能量回馈式主动悬挂系统研究

提出了一类新的主动悬挂系统——能量回馈式主动悬挂系统,其特点是在对车辆进行减振的同时,将车辆的振动能量吸收,转化为电能贮存起来,并可将存贮的能量用于执行器产生主动控制作用力,克服了主动悬挂耗能大的缺点.以四分之一车模型为例,首先阐述了能量回馈式主动悬挂的基本结构和原理,然后用自校正控制方法进行了仿真,仿真结果表明系统在实现主动减振的同时还能反馈能量.     

舵机位置控制系统的实验研究

采用基于8098单片机的控制系统,对气动舵机的位置控制进行了实验研究.分析了舵机的工作原理,并建立了舵机系统的数学模型;介绍了8098单片机在舵机控制中的优点,并对控制系统的各个组成部分进行了分析;设计了PID控制算法,对控制系统在气动舵机位置控制中的应用进行了实验研究,取得了较好的控制效果.     

基于特征模型的主被动一体化隔振平台控制分析

在各类飞行器飞行的过程中,飞行器载荷会受到不同频段的外扰影响,出现拍照模糊不清楚等问题,建 立主被动一体化隔振平台模型,阐述使用特征模型思想对该平台主动隔振系统进行控制,抑制台面振动。选取超磁 致伸缩作动器作为主动控制元件,建立主被动一体化隔振平台模型;根据力跟踪的平台模型设计了基于位移跟踪的 平台模型;建立位移跟踪隔振平台的特征模型,并将特征模型估计所得的状态变量和黄金分割控制、逻辑微分控制 相结合,对隔振平台的主动隔振控制系统进行控制;通过Simulink 仿真验证了控制器的有效性,并与传统的PID 控 制结果进行对比,证明了该控制器的优越性。     

超磁致伸缩驱动器磁滞非线性系统主共振分析

为研究超磁致伸缩驱动器(GMA)磁滞非线性系统的主共振特性,通过分析GMA的工作原理,利用机械动力学原理,采用牛顿方法建立GMA的磁滞非线性动力学微分方程;应用多尺度法分析GMA磁滞非线性动力学系统的主共振,得到系统幅频响应曲线方程。结果表明:在给定GMA参数的条件下,共振曲线随GMM棒的等效阻尼系数、预应力、磁场强度的增大无"跳跃"现象;共振曲线随3次刚度项系数的增大发生"跳跃"现象。通过对GMA磁滞非线性系统主共振分析,得到的结论能为GMA结构优化设计提供理论依据和技术支持。     

辅助超声振动车削金属基复合材料试验研究

选取金属基复合材料为加工对象,于刀具上加载超声振动进行车削试验。对比研究表明:辅助超声振动车削较常规方式车削的加工质量好且刀具磨损程度轻;试验参数不同程度地影响辅助超声振动车削试样的表面质量以及刀具磨损程度;随着切削深度增加和进给量增大,试样表面粗糙度和刀具后刀面磨损量均呈递增趋势;而随着转速加快,试样表面粗糙度呈递减趋势,刀具后刀面磨损量则呈递增趋势。     

导弹发射车主动控制悬架多ェ况减振研究

某车载导弹武器系统拟采用任意点无支撑发射方式，采用主动控制悬架可以使运输发射车重要部位同时满足导弹发射和机动状态的减振要求。对于发射和机动两种工况，分别应用最优控制和自适应控制理论设计控制器，并给出了作动器的切换策略。仿真计算显示该方法有较好的减振效果。     

超磁致伸缩驱动器输出特性的实验研究

介绍了超磁致伸缩驱动器的特点和应用情况,论述了驱动器结构和内部磁路设计方法,对采用国产材料研制的驱动器位移及力的输出特性进行了测试,并对该驱动器在低频范围输出力的频率响应进行了实验。实验结果表明,该驱动器具有理想的动静态输出精度和输出范围,可以用于精密设备的低频主动隔振平台中。     

并联复合式电磁悬挂模型参考多模式切换控制研究

传统馈能悬挂难以平衡减振和馈能之间的矛盾关系,针对该问题提出由电磁作动器和磁流变减振器组成的并联复合式电磁悬挂结构方案。为提高并联复合式电磁悬挂对不同路况的适应能力,考虑其具备不同工作模式的特点,设计了模型参考多模式切换控制器,并以提高乘坐舒适性为目标确定了切换指标、阈值及相应的控制参数。针对切换指令的离散特性和悬挂系统状态变化的连续特性,基于Stateflow软件设计了多模式切换控制系统,并确定了相应的切换规则和切换流程。对模型参考多模式切换控制器的性能进行了仿真和试验验证。结果表明：该模型参考多模式切换控制器可有效地实现并联复合式电磁悬挂各工作模式之间的切换,提高了并联复合式电磁悬挂对不同路况和驾驶需求的适应性,有效平衡了减振及馈能之间的矛盾关系。     

汽车发动机主动隔振系统最优控制

介绍了厚型压电陶瓷作动器与被动悬置串联组成的汽车发动机主动悬置系统,分析了隔振系统的数学模型,采用二次最优控制方法对系统进行了仿真研究,为实现汽车发动机振动主动控制提供了理论依据和具体实施方法.     

电液四轴高频疲劳强度试验系统研究

传统的结构疲劳强度试验系统中,电液激振器受电液伺服阀频响特性的限制,激振频率在一定程度上难以提高,为此设计了一种新型的试验系统。采用2D阀控液压缸组成电液激振器的方案来提高激振频率,包括2D高频激振阀、液压缸和偏置控制伺服阀。在2D阀中,阀芯的旋转运动和轴向滑动对激振频率和幅值实现独立控制,激振频率主要由阀芯的转速决定,易于通过提高阀芯转速来实现高频激振,进而提高疲劳强度试验系统的激振频率。文章对上述方案进行了理论分析和实验验证。结果表明:仿真曲线与实验结果基本吻合,系统能在5~200 Hz范围内对试验对象进行同步加载试验,其频率、幅值连续可控。该系统已在实际中得到应用。     

车辆馈能悬挂系统滑模控制及能量管理策略研究

针对车辆传统主动悬挂系统高能耗的问题,以半车为研究对象,建立了一种4自由度馈能式悬挂系统;为解决馈能式减振器主动控制与能量回收不能并存的问题,设计了一种新型馈能式减振器,采用其力发生器进行主动控制,同时可用其馈能器回收能量。依据车辆典型行驶条件给出了基于控制执行率的车辆悬挂系统能量管理策略,以综合考虑馈能式悬挂系统的振动控制与能量回收。仿真分析与实车试验分析表明：与被动悬挂系统相比,所建立的基于滑模控制的馈能式悬挂系统的综合性能改善了22.7%,说明了该馈能式悬挂系统振动控制的有效性;依据行驶路面及行驶速度划分3种典型车辆行驶条件可以用来作为控制执行率实施大小的判别条件。     

基于小波网络观测器的飞控系统故障诊断

选择Mexican hat小波为神经元的作用函数构造了一个小波神经网络．用此网络对某型飞机飞控系统中的作动器进行系统辨识并对三种典型作动器故障进行诊断，仿真结果表明该小波神经网络对这三种诊断能力均强于传统的BP神经网络。     

电动舵机系统建模及控制算法

舵机是导弹控制系统重执行机构,其性能直接影响导弹命中精度;为了提高舵机系统跟踪精度与带宽,对直流无刷电动舵机系统分析、建模,设计经典PID控制器与指数趋近律滑模控制器;系统仿真表明：滑模变结构控制器在电动舵机控制方面具有优良的动态品质,满足舵系统指标求。     

预压力对压电致动器位移和迟滞影响的分析

为适应微动隔振平台自适应控制的要求,提高系统响应速度和输出位移量,为隔振平台系统的执行元件—压电致动器设计预压装置,建立压电致动器模型,推出预压力与位移和迟滞的理论表达式。根据压电致动器受压状态试验,发现压电致动器的输出位移和迟滞量在受压下的变化与理论曲线基本吻合,在此基础上,进一步分析预压力对位移和迟滞量的影响机理。结果表明,位移量和迟滞的变化的根本原因是逆压电效应和压电系数随预压力的变化。